Maurice Allais et la physique ” Un parcours atypique de physicien ”

Nul ne s’en éton­nera : ” le courant ” n’est jamais bien passé entre cer­taines insti­tu­tions sci­en­tifiques de notre pays et Mau­rice Allais, physi­cien auto­di­dacte, dis­ons ” franc-tireur “, comme si l’é­conomie (cette “pseu­do­science”) ne suff­i­sait pas à sa quête de reconnaissance. 

Rigueur et clarté

Lais­sons de côté les épisodes de cette frac­ture pour en retenir le malen­ten­du : Mau­rice Allais s’est tou­jours con­sid­éré comme, d’abord et vis­cérale­ment physi­cien, voca­tion ayant absorbé pas moins de 40 % de son temps, à laque­lle il n’en­tendait renon­cer sous aucun prétexte. 

Si l’é­conomie offrait un vaste champ d’in­ves­ti­ga­tion, ce devait être à l’im­age de la nature pour le physi­cien, exigeant les mêmes rigueur et clarté, pour en dégager des lois aux­quelles elle ne saurait se dérober sans fail­lir. Que l’on ne se méprenne pas : le physi­cien y précède l’é­con­o­miste pour mieux l’é­pauler et c’est bien au pre­mier que l’on doit ses approches les plus inno­vantes de son oeu­vre magis­trale en économie.

Découvrir ce que l’on cherche

N’est-il pas étrange que les phénomènes énig­ma­tiques, que dit nous révéler Mau­rice Allais, aient pu échap­per jusqu’i­ci aux obser­va­teurs ? (Asser­tion inex­acte comme nous le ver­rons.) Que sont-ils en réal­ité ? Des per­tur­ba­tions locales à car­ac­tère péri­odique et d’am­pli­tude faible (quelques 10^-5 au plus), de moyenne nulle sur des péri­odes plus ou moins longues (diurne, men­su­elle lunaire sidérale, entre équinox­es, annuelle). 

De telles per­tur­ba­tions, indé­tecta­bles dans des obser­va­tions isolées, exi­gent, pour être mis­es en évi­dence, des mesures suff­isam­ment nom­breuses, éch­e­lon­nées dans le temps (même pour 24 heures). S’y ajoute la néces­saire mise en œuvre de procé­dures ad hoc des­tinées à décou­vrir unique­ment ce que l’on cherche. D’une manière générale, quand on veut détecter un sig­nal dans un bruit de fond, il faut d’abord con­jec­tur­er son exis­tence pour provo­quer l’ef­fet de réso­nance appro­prié. Il en va de même des régu­lar­ités pré­sumées dans des séries tem­porelles où, par le biais de fil­trages, on relève phas­es et ampli­tudes, et teste par la suite leur valid­ité sta­tis­tique, c’est un tra­vail méthodique exigeant moti­va­tion, rigueur et pro­fes­sion­nal­isme d’ex­péri­men­ta­teur. Ces con­di­tions, Mau­rice Allais va bien­tôt les incar­n­er au plus haut niveau. 

Premières expériences (1954–1960)

Comme tout pas­sion­né de physique, Mau­rice Allais est han­té par l’ex­i­gence uni­taire des qua­tre forces fon­da­men­tales de la nature et le défi posé par ces insai­siss­ables ondes grav­i­ta­tion­nelles. Instru­it d’anom­alies observées lors de mesures de tri­an­gu­la­tion comme de dévi­a­tions optiques¹, il va bien­tôt, servi par les cir­con­stances, faire le pari d’une mise en évi­dence des inter­ac­tions entre champs élec­tro­mag­né­tique et grav­i­fique, liées à des anisotropies de l’espace. 

Respon­s­able d’un lab­o­ra­toire à l’In­sti­tut de recherch­es sidérurgiques, Mau­rice Allais va s’y livr­er à des expéri­ences mémorables dans la per­spec­tive d’une éclipse totale de Soleil, le 30 juin 1954. Il s’y pré­pare en met­tant au point son pen­d­ule para­conique².

Au cours de ce rodage, il véri­fie et mesure soigneuse­ment les effets prévis­i­bles, comme ceux de Fou­cault. Une série men­su­elle d’ob­ser­va­tions, cen­trée sur la date de l’é­clipse, révèle alors un phénomène inat­ten­du et depuis lors inex­pliqué : une brusque dévi­a­tion du plan d’oscil­la­tion du pen­d­ule durant l’é­clipse (con­fir­mé cinq ans plus tard lors de l’é­clipse du 2 octo­bre 1959, puis à Bucarest en 1965, puis au début de notre siè­cle en Chine). 

L’effet d’Allais

The Allais effect³ eut, à l’époque, un reten­tisse­ment inter­na­tion­al plus par­ti­c­ulière­ment aux États-Unis, à la Nasa, où il intrigua W. von Braun. Les expéri­ences qui s’en­suivirent ont com­pris une série de cam­pagnes men­su­elles éch­e­lon­nées, année après année, sur la base de relevés de 14 min­utes renou­velés toutes les 20 min­utes du plan d’oscil­la­tion du pen­d­ule (plus exacte­ment du grand axe de l’el­lipse décrite) tan­dis que, pour s’as­sur­er de l’in­signifi­ance d’ef­fets per­vers externes, des expéri­ences iden­tiques effec­tuées en par­al­lèle dans un couloir souter­rain de l’IGN à Bou­gi­val don­nèrent les mêmes résultats. 

Fort de cette mois­son de résul­tats, Mau­rice Allais entre­prend de diver­si­fi­er le champ de ses expéri­ences. En simul­tanéité avec celles du pen­d­ule, il procède, en juin-juil­let 1968, à l’IR­SID, à des visées sur mires, et l’an­née suiv­ante, dans un couloir souter­rain de l’IGN, à des visées sur mires et collimateurs. 

Un siècle de découvertes

Avant de pass­er à la deux­ième phase des travaux de Mau­rice Allais replaçons- les dans leur per­spec­tive historique. 

1. Rap­pelons que les Théories de la rel­a­tiv­ité restreinte, puis générale d’E­in­stein, voient respec­tive­ment le jour en 1905 et 1916. 
2. En 1925–1926, le doc­teur Miller, expéri­men­ta­teur hors pair, au mont Wil­son et à Cleve­land, alors prési­dent de la Société améri­caine de physique, renou­velle les expéri­ences de Michel­son-Mor­ley avec un inter­féromètre bien plus pré­cis (c’est ain­si que la longueur du tra­jet lumineux est mul­ti­pliée par 30!). Il diver­si­fie les mesures et surtout innove en les éta­lant sur un an. Ses expéri­ences con­fir­ment celles de ses prédécesseurs : entre deux direc­tions orthog­o­nales pré­cisées avec soin, date et heure sidérale à l’ap­pui, on relève bien en moyenne sur l’an­née une dif­férence de vitesse de la lumière, de l’or­dre de 6 à 10 km/s.
   ” Si les résul­tats du doc­teur Miller sont con­fir­més, la Théorie de la rel­a­tiv­ité s’écroule, l’ex­péri­ence est le juge suprême “, com­mente alors Ein­stein à leur annonce, qui ne s’en heurte pas moins à un scep­ti­cisme général : on con­clut sans preuve aucune à des ” effets per­vers ayant faussé les mesures “. 
3. À peine deux ans plus tard (1927- 1928), un nou­veau sig­nal se pro­duit : l’as­tronome français, Ernest Esclan­gon, révèle l’ex­is­tence d’une très légère dis­symétrie entre rayons inci­dent et réfléchi sur un miroir, due à l’en­traîne­ment de ce dernier par le mou­ve­ment de la Terre sur son orbite avec pour con­séquence un effet d’aber­ra­tion sur l’an­née solaire. S’y ajoute une deux­ième dis­symétrie optique est-ouest (imputable à la rota­tion terrestre?). 
4. Il eût sans doute été plus sage de se dire que l’on s’é­tait peut-être débar­rassé un peu vite de ” l’éther “, du moins de ce milieu-sup­port bien réel, au pré­texte qu’il était inas­sim­i­l­able à un flu­ide sub­stantiel (Hen­ri Poin­caré s’é­tait claire­ment expliqué à ce sujet).
   Ce doute, pour peu qu’il en sub­siste, allait être effacé par une décou­verte de nature à jeter autrement trou­ble et inter­ro­ga­tions dans les esprits à com­mencer chez Ein­stein. En 1929, Hub­ble observe que les galax­ies loin­taines s’éloignent de nous, ce qui remet­tait en ques­tion l’idée que l’on s’é­tait faite, a pri­ori , de la con­stante cos­mologique de la Rel­a­tiv­ité générale. 
5. Est-il besoin de rap­pel­er com­ment, par la suite, le mod­èle quan­tique (après avoir sur­mon­té bien des mis­es à l’épreuve) avait fait une irrup­tion irré­sistible en astro­physique, notam­ment à l’ini­tia­tive de Richard Feyn­man, réha­bil­i­tant au moins par­tielle­ment le con­cept de tra­jec­toire mis à mal par le principe d’in­cer­ti­tude d’Heisenberg. 

Appa­raît bien­tôt une équa­tion de Schrödinger rel­a­tiviste “astronomique ” four­nissant une bonne approx­i­ma­tion de la dynamique grav­i­ta­tion­nelle régis­sant l’évo­lu­tion de struc­tures assez grandes pour fig­ur­er le chaos : dans de nom­breux sys­tèmes, un nuage de matière piégé dans le champ de grav­i­ta­tion d’un corps mas­sif subis­sait son accré­tion, comme s’il était façon­né par une telle équation. 

Maurice Allais et les observations de Miller

En 1933, le doc­teur Miller, alors découragé, meur­tri par le scep­ti­cisme et les rail­leries de ses con­frères, avait pris soin de sauve­g­arder ses mil­liers de pointés en les pub­liant dans l’e­spoir que la postérité les prendrait enfin au sérieux. Ce réflexe salu­taire, Mau­rice Allais va en tir­er le meilleur par­ti, aidé en cela par son intu­ition et son savoir-faire en matière d’analyse har­monique des séries tem­porelles de mesure. Les obser­va­tions inter­férométriques de Miller, por­tant sur les azimuts en temps sidéral et les vitesses de la lumière, cou­vraient qua­tre péri­odes heb­do­madaires cen­trées sur les dates 1/4, 1/8, 15/3, 8/2, les azimuts cor­re­spon­dant au maxi des franges lors d’un demi-tour d’hori­zon du dis­posi­tif (ne per­me­t­tant pas de dis­tinguer deux vitesses de signe opposé), tan­dis que les vari­a­tions de vitesse étaient déduites du déplace­ment des franges. 

Mau­rice Allais dis­sipe le soupçon d’ef­fets per­vers ayant pu biais­er les obser­va­tions de Miller 

Rap­pelons que, selon la théorie clas­sique, l’hodographe de la pro­jec­tion de la vitesse de la Terre sur le plan hor­i­zon­tal est une ellipse symétrique par rap­port au méri­di­en dont le grand axe est per­pen­dic­u­laire à ce dernier. Après lis­sage de ses obser­va­tions par sub­sti­tu­tion de moyennes sur 6 à 10 jours con­sé­cu­tifs, Miller avait au moins claire­ment mis en évi­dence une péri­od­ic­ité diurne sidérale avec des écarts de vitesse étroite­ment cor­rélés aux azimuts. En opérant sur des moyennes mobiles des obser­va­tions pro­pres aux qua­tre péri­odes, Mau­rice Allais parvient à recon­stituer empirique­ment les hodographes des vitesses avec leurs ajuste­ments ellip­tiques en temps réel pour con­stater leur per­pen­dic­u­lar­ité aux direc­tions moyennes, non des méri­di­ens (selon la théorie clas­sique) mais des azimuts, assor­tie d’une très forte inter­dépen­dance entre les vitesses et ces derniers. 

Ces hodographes met­tent en évi­dence des régu­lar­ités tout à fait remar­quables : les qua­tre points cor­re­spon­dant à une même heure sidérale (0, 1, 2…) se situent sur un même cer­cle et il en va de même pour leurs cen­tres, per­me­t­tant d’as­soci­er à chaque époque une direc­tion cen­trale moyenne (un lien dont il est mal­heureuse­ment impos­si­ble de suiv­re l’évo­lu­tion, en rai­son de l’in­suff­i­sance des don­nées). Par ailleurs l’analyse har­monique des vari­a­tions de leurs paramètres per­met de décou­vrir des struc­tures péri­odiques semi-annuelle ou annuelle avec des max­i­ma au voisi­nage du 21 mars, équinoxe du printemps. 

Un phénomène per­tur­ba­teur de car­ac­tère cyclique et local du champ de gravitation 

Cet ensem­ble de péri­od­ic­ités, con­fir­mant l’ex­is­tence d’une struc­ture sous-jacente par­ti­c­ulière­ment cohérente, dis­sipe le soupçon d’ef­fets per­vers ayant pu biais­er les obser­va­tions de Miller. La mise en évi­dence de ces cor­réla­tions appa­raît ain­si comme révéla­trice d’un phénomène nou­veau, d’un tout autre ordre de grandeur (10³ à 10⁵ fois celui prévis­i­ble par les théories actuelles). Le pre­mier pays con­cerné par l’analyse fine des obser­va­tions du doc­teur Miller était les États-Unis. Quelle dif­fu­sion, quel accueil y furent faits à L’Anisotropie de l’e­space ? Nous l’ig­norons, sauf qu’à la Nasa The Allais effect refit sur­face deux ans plus tard⁴.

Con­clu­ons cette deux­ième phase en faisant pré­cisé­ment retour à la ” case départ ” de la pre­mière : ce fameux effet d’é­clipse rebelle à toute expli­ca­tion ” con­ven­tion­nelle“⁵ serait, selon toute vraisem­blance, la man­i­fes­ta­tion extrême d’un phénomène per­tur­ba­teur plus général de car­ac­tère cyclique et local du champ de grav­i­ta­tion sur notre globe, dû à l’ac­tion à dis­tance du Soleil et de la Lune, en phase avec les con­fig­u­ra­tions des trois astres. 

Un avenir en question

L’éther en mouvement
La con­cep­tion de ” l’éther ” en mou­ve­ment de Mau­rice Allais repose sur l’hy­pothèse d’é­gal­ité entre la vitesse d’une planète en tout point de sa tra­jec­toire orbitale (env­i­ron 30 km/s pour la Terre) et celle de son “éther ” envi­ron­nant. Mau­rice Allais l’ap­puie sur un cal­cul emprun­té à la mécanique des flu­ides (l’ac­céléra­tion étant comp­tée avec sa com­posante sur l’axe Terre-Soleil). Il fait la même hypothèse pour tout satel­lite d’une planète. Un cal­cul sim­ple appliqué au cou­ple Terre-Lune (assor­ti de la troisième loi de Kepler) mon­tre que si la vitesse de la Lune sur son orbite est de l’or­dre de 1 km/s, celle de l’éther au voisi­nage de la Terre devrait être de 8 km/s, c’est-à-dire dans la fourchette (6–10) des écarts observés par Miller. 

Mau­rice Allais, expéri­men­ta­teur pas­sion­né, comme le fut Miller en son temps, va-t-il pass­er à la postérité ? Obser­vons que sa posi­tion à cet égard est bien meilleure, non seule­ment il val­orise les expéri­ences de son prédécesseur (comme le fit jadis Kepler de celles de Tycho Brahé), mais il peut les appuy­er sur les siennes. En out­re, on sait aujour­d’hui que la Rel­a­tiv­ité générale, sésame d’une époque, ne rend pas exacte­ment compte de la réal­ité, échouant notam­ment à uni­fi­er les forces de la nature. 

Même si les pré­ci­sions numériques apportées par Mau­rice Allais sont encore trop par­tielles, l’ex­is­tence même des phénomènes ” dérangeants “, claire­ment cernés dans leur cohérence, paraît dif­fi­cile­ment contestable. 

Ayons donc la sagesse d’ac­cueil­lir, de garder au moins en mémoire tout ce qui, non com­pris aujour­d’hui, peut le devenir demain ou après-demain, dans le cadre plus général de quelque nou­veau modèle. 

Diligenter une enquête auprès de spécialistes

Une atti­tude plus por­teuse et active serait cepen­dant bien préférable, con­sis­tant à dili­gen­ter une enquête auprès de spé­cial­istes a pri­ori con­cernés, à com­mencer par ceux des mesures inter­férométriques et ceux des tech­niques GPS. L’emploi de ces dernières peut-il être adap­té pour effectuer des séries de pointés révéla­tri­ces d’é­carts sig­ni­fi­cat­ifs de vitesse de la lumière (selon la lat­i­tude, l’heure, etc.) ? 

La décou­verte ” d’ex­o­planètes” (dès 1997) a per­mis à Lau­rent Not­tale de pro­pos­er un mod­èle général très plau­si­ble de quan­tifi­ca­tion des sys­tèmes plané­taires, ces ” grands sys­tèmes” inté­grables de Poin­caré, dont nous décou­vrons peu à peu l’ex­tra­or­di­naire diver­sité dans leur con­nivence avec la mécanique quan­tique (et l’ex­is­tence prob­a­ble de diver­gences locales, cycliques, liées aux orbites composantes). 

Il serait en sec­ond lieu très utile d’in­viter des astro­physi­ciens à réa­gir, à don­ner leurs diag­nos­tics sur les travaux de Mau­rice Allais dans la mesure où ils s’y sont déjà intéressés, sinon à leur recom­man­der d’y porter atten­tion. Notons ici que plusieurs de nos cama­rades tra­vail­lent dans des lab­o­ra­toires d’as­tro­physique et peu­vent servir de relais auprès de leur entourage. 

Insis­tons enfin sur ce ter­rain excep­tion­nelle­ment nova­teur et dynamique de la recherche actuelle en astro­physique où notre vision du cos­mos a été boulever­sée depuis la décou­verte de forces anti­grav­i­fiques d’une ” énergie noire ” provo­quée par l’ef­fon­drement de coeurs stel­laires et de leur prépondérance (d’où l’ex­pan­sion accélérée du cos­mos). Des mod­èles inno­vants voient le jour, tel celui de la “Rel­a­tiv­ité d’échelle“⁶ dévelop­pé par Lau­rent Nottale. 

À ses yeux la con­stante cos­mologique proviendrait de deux sources : un terme de nature géométrique, l’autre grav­i­ta­tion­nel des fluc­tu­a­tions du vide quan­tique jouant un rôle dom­i­nant au-dessous d’une cer­taine échelle. 

Ajou­tons encore une remar­que : l’ex­is­tence (dûment con­statée ?) de vitesses supra­lu­miniques trans­vers­es autour de cer­tains sites cos­miques⁷ serait de nature à con­forter l’hy­pothèse allaisi­enne d’un éther por­teur sol­idaire de la rota­tion de corps célestes éteints. 

1. Une faible dévi­a­tion optique (mesurée en radi­an) entraîne une vara­tion rel­a­tive égale de la vitesse de la lumière.
2. Un cône d’aci­er, une tige en bronze (amag­né­tique) de 83 cm, fixée sur un étri­er reposant sur une bille, elle-même posée sur un plateau (selon deux ver­sions : anisotrope et isotrope du dis­posi­tif et des procé­dures). Pré­ci­sion impor­tante : si, dans les théories admis­es de la grav­i­ta­tion, les effets d’o­rig­ine astrale sont indépen­dants de la longueur du pen­d­ule, dans l’hy­pothèse d’une anisotropie de l’e­space, ils sont invers­es de celle-ci.
3. Ne doit pas être con­fon­du avec The Allais para­dox, l’un de ses pre­miers suc­cès “anti­dogme” démon­trant que l’ap­pli­ca­tion du pos­tu­lat de J. von Neu­mann et Mor­gen­stern (longtemps référence de base de l’ap­proche ” rationnelle ” des com­porte­ments humains), dans la théorie des jeux, ne tenait pas devant l’ex­péri­ence, sauf à l’as­sor­tir d’un cor­rec­tif (cf. La Jaune et la Rouge, févri­er 2011, Lévy-Garboua).
4. Décon­certé par la perte de trois son­des spa­tiales (Pio­neer 10 et 11, Ulysse) détournées de leurs tra­jec­toires sous l’ef­fet d’ac­céléra­tions inso­lites plus ou moins en phase avec des anom­alies grav­imétriques, le doc­teur Noev­er prit l’ini­tia­tive de pro­mou­voir un vaste pro­gramme expéri­men­tal autour de The Allais effect. Mal­heureuse­ment Noev­er ayant quit­té la Nasa en décem­bre 1999, d’autres ” pri­or­ités ” prévalurent.
5. A review of con­ven­tion­al expla­na­tions of anom­alous obser­va­tions dur­ing solar eclipses par Chris. P. Duf, 11/8/2004, uni­ver­sité de Delft. (Note assor­tie d’une cinquan­taine de références sur ce sujet.)
6. Référence : Pour la Sci­ence, n° 309, juil­let 2003.
7. Pen­sons, par exem­ple, aux “pul­sars binaires” dont l’un orbite autour d’une étoile morte à neu­trons (un ” trou noir avalant ”) tour­nant très vite sur elle-même. 

Site Inter­net :
http://allais.maurice.free.fr

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